地下室防水板特点及下设软垫层做法

多层及高层建筑的地下室,如果其地基的承载能力良好,可以选用独立基础加防水板的地下室做法。顾名思义,所谓防水板,就是以防水为主要使用功能的地下室钢筋混凝土地板。

1   防水板的受力特点

在防水板加独立基础的地下室中,防水板是根据地下室的防水需要并满足钢筋混凝土底板的结构性能和使用功能设置的,时并不考虑防水板下地基的承载能力,而建筑物全部荷载由独立基础来承担,并且要考虑地下水浮力的影响。从构造上来看,这种结构与变厚度筏板极为相似,但其工作原理则完全不同。

1.1   作用于防水板上的荷载

作用于防水板上的荷载可以分为三种:

(1)地下水的浮力,其方向向上;

(2)防水板自重,其方向向下;

(3)作用于防水板上的荷载,其方向也向下,其中包括防水板上部的填土、建筑地面构造重量、地下室内设备及非固定设备重量和活荷载等。

1.2   防水板受力状态保证

防水板可简化成四角支承在独立基础上的双向板计算。当柱网较规则且荷载较均匀时,防水板通常按无梁楼板设计,此时,柱基础可视为柱帽。

为实现防水板不承担或较少承担地基反力,而只承担地下水浮力的设计假定条件,使之受力明确,传力简捷,应在防水板下,混凝土垫层底设置软垫层(图1)。

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(a)

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(b)

图1  防水板加独立基础

(a);(b)1-1剖面图

软垫层具有以下两个基本特点。

(1)软垫层应具有一定的承载能力,至少应能承受防水板混凝土浇筑时的混凝土的重量及施工荷载,并确保在混凝土达到设计强度之前不致产生过大的压缩变形。

(2)软垫层应具有一定的变形能力,以保证防水板的受力状态与设计假定条件相符。

2   软垫层及材料

通常有两种。

2.1   炉渣垫层

炉渣垫层即利用炉渣垫层所具有的承载能力以承担防水板及施工荷载的重量,其厚度一般为200~300mm,施工时要注意炉渣的粒径,要控制含泥量以及未燃物的含量。

2.2   聚苯板垫层

由于所用材料来源充足,施工也较方便,特别是很容易满足设计所需的物理力学条件,所以被广泛使用;聚苯板厚度一般为80~ 150mm,密度应为18~22kg/m3 ,密度增高时弹性模量也随之增加。

在软垫层设计中,还要采取相应技术措施以控制软垫层的强度和变形,此时采取聚苯板做软垫层要比使用炉渣具有很多优点,因聚苯板是工业化产品,具有确定的技术指标,而炉渣是工业废渣,其技术指标不确定。与此同时,柱下独立基础的沉降受多种因素影响,要准确计算很困难,其因沉降弓|起的地基土对防水板的附加反力也就很难准确计算。

有资料介绍:当防水板位于地下水位以下时,防水板承受的向上反力可按上部建筑自重的10%加水的浮力计算。也有资料介绍:防水板承受的向上反力可取水的浮力和上部建筑荷载的20%两者之中的较大值进行计算。由此可见,防水板所受向上的反力具有很大的不确定性。

因此,当地下室采用防水板加独立基础做法时,为减少柱下独立基础的沉降对防水板受力的不利影响,选用合适的软垫层材料及铺设厚度就显得非常重要,使其只能承受地下水浮力而不承受地基反力。

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